2025年高考物理一轮总复习(提升版)第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器电能的输送

用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，根据P损＝
I2R，可知R功率增大，故C错误；用户接入电路的用电器增多，用电
器消耗功率增大，即T2输出功率增大，故D错误。
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【例7】 （2023·山东高考7题）某节能储能输电网络如图所示，发
电机的输出电压U1＝250 V，输出功率为500 kW。降压变压器的匝数
提高输电电压 。
⁠
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▢判断小题
1. 增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。
（ √ ）
2. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗。（ √ ）
3. 若发电站输出功率为P，输电电压为U，输电线总电阻为R，则输电
2
线上损失的功率为P损＝ 。（

× ）
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变化为u＝Umcos（100πt）。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电
压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω 的电阻R接在BC两端时，功率为
12 W。下列说法正确的是 （
）
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A. n1为1 100匝，Um为220 V
B. BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4 A
线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，各元
件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈
上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。当R＝10 Ω时，
则（
）
A. 电流表A1的示数为400 mA
B. 电流表A2的示数约为3.1 A
C. 电压表的示数约为31 V
D. 电压表的示数约为44 V
原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，原线圈接输出电压
恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风
M（内阻与灯泡L相同），输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通
过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常
发光。滑片P位置不动，当S闭合时，以
下说法中正确的是
（
）
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A. 24 V
B. 24 2 V
C. 28 V
D. 28 2 V
）
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23
3
解析：L2、L3的额定电流I23＝ ＝ A，所以变压器副线圈输出电流
23
4
1
I2＝2I23＝1.5 A，通过原线圈的电流等于L1的额定电流，即I1＝ ＝
L1
1
2
3
0.5 A，所以变压器原、副线圈的匝数之比 ＝ ＝ ，副线圈两端电
Δ 2
功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝线 R线＝ 。
线
2
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【例6】 （2023·天津高考6题）下图为输电线为用户输电的情景，
电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电
电路电阻为R，下列说法正确的有
（
）
A. T1输出电压与T2输入电压相等
B. T1输出功率大于T2输入功率
C. 若用户接入的用电器增多，则R功率
降低
D. 若用户接入的用电器增多，则T2输出
功率降低
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解析：由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率，故T1输出功
率大于T2输入功率，T1输出电压大于T2输入电压，故A错误，B正确；
由于输入电压不变，所以变压器T1的输出电压不变，随着用户接入的
感器、多组副线圈的变压器及“日”字芯变压器，我们也需要学会处
理有关问题。
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类型1
自耦变压器问题
自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，原、副线圈
共用其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点
知电流表示数变大，故B正确；副线圈电流变大，等效电阻R两端的电
压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，必须增大电
压，滑片应向上滑动，故C正确；电吹风除了内阻的热功率外可能还

2
2
有输出机械功率，即UI＝W＋I R，可知电吹风UI＞I R，I＜ ，灯泡L

与电吹风M的电流不同，消耗电功率不相同，故D错误。
（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。
（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。
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变压器基本关系的应用
【例1】
（2022·山东高考4题）如图所示的变压器，输入电压为220
V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间
C. 若将R接在AB两端，R两端的电压为18 V，频率为100 Hz
D. 若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s
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0.1V
解析：根据理想变压器的变压规律有 ＝
，代入U＝220
1
1
V得n1＝2
200，Um＝ 2U＝220 2 V，A错误；由功率与电压的关系得UBC＝


s，
D正确。
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原线圈接负载的变压器电路
【例2】 （2024·河北唐山模拟）如图所示的电路中，L1为标有“4
V，2 W”字样的小灯泡，L2、L3为两只标有“8 V，6 W”字样的相
同灯泡，变压器为理想变压器。已知三只灯泡均正常发光，则a、b端
输入正弦式交变电压的最大值为 （
第2讲 变压器 电能的输送
CONTENTS
01
02
03
考点一
考点二
考点三
04
难点剖析 深度
05
跟踪训练·巩固提升
01
考点一
理想变压器基本关系的应用
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1. 构造和原理
（1）构造：如图所示，变压器是由
的
闭合铁芯 和绕在铁芯上
⁠
两个线圈 组成的。
⁠
（2）原理：电磁感应的互感现象。
比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω，其余线路电阻不计，用
户端电压U4＝220 V，功率为88 kW，所有变压器均为理想变压器。下
列说法正确的是 （
）
A. 发电机的输出电流为368 A
B. 输电线上损失的功率为4.8 kW
C. 输送给储能站的功率为408 kW
D. 升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44
3. 功率损失
（1）ΔP＝
P－P'
（2）ΔP＝
I2R
＝
＝ΔU·I。
2
R。

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4. 降低输电损耗的两个途径

（1）减小输电线的电阻R。由R＝ρ 知，可加大导线的

积 、采用
横截面
⁠
电阻率小 的材料做导线。
⁠
（2）减小输电导线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P＝
UI，要减小电流，必须
目录
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500×103
解析：由P＝UI得发电机的输出电流I＝ ＝
1
250
4
88×103
错误；用户端电流I4＝ ＝
4
220
A＝2×103 A，A
A＝400 A，由理想变压器原、副线
3
4
4
圈的电流之比与原、副线圈的匝数之比的关系得 ＝ ，则I3＝ I4＝
4
3
3
2. 抓住两组关联式
（1）理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压
1
1
1
2
器原理可得： ＝ ， ＝ ，P1＝P2。
2
2
2
1
（2）理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压
3
3
3
4
器原理可得： ＝ ， ＝ ，P3＝P4。
4
4
4
3
3. 掌握一个守恒观念
B. 电压表V1、V2的示数都增大
C. 原线圈输入功率减小
D. 电阻R0消耗的电功率增大
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解析：输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，滑动变阻器滑
片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，R0电
压增大，原线圈电流也增大，所以V1示数不变，V2示数减小，A1示数
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解析：原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44
V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应
知
（44V）2


2
· ＝ ·T，解得U＝22
2

2 V≈31 V，故C正确，D错误；电

流表A2的示数约为I2＝ ＝3.1 A，根据变压器的输入功率等于等于L2和L3的额定电压，即U2＝8 V，则原线圈两端电压U1＝ U2
2
＝24 V，a、b端输入电压的有效值U＝UL1＋U1＝4 V＋24 V＝28 V，
其最大值Um＝28 2 V，故选D。
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副线圈接二极管的变压器电路
【例3】
（多选）（2024·云南曲靖模拟）一台理想变压器的原、副
2
载电阻R如何变化，U2不变。
（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流
I1，故I1发生变化。
（3）I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化。
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2. 负载电阻不变的情况
1
（1）U1不变， 发生变化，故U2变化。
2
（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。
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2. 基本关系式
（1）功率关系：P入＝P出。
1
1
（2）电压关系： ＝ 。
2
2
1
2
（3）电流关系：只有一个副线圈时 ＝ 。
2
1
（4）频率关系：f出＝f入。
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3. 制约关系
（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。
＝12


V，根据理想变压器的变压规律有 ＝
，代入数据解得
1


nBC＝120匝，由欧姆定律得I＝ ＝1 A，B错误；由以上分析结合题

意可知UAB＝18 V，UAC＝30
＝50

V，变压器不改变交流电的频率，故f＝
2π

1
Hz，C错误；由欧姆定律得I'＝ ＝2.5 A，周期T＝ ＝0.02
增大，A2示数增大，A、B错误；原线圈输入电压不变，输入电流增
大，由P＝U1I1可知，则原线圈输入功率增大，C错误；输出电流I2增
2
大，由PR0＝2 R0，可知R0消耗的电功率增大，D正确。
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匝数比变化时的动态分析
【例5】
（多选）（2024·重庆巴南模拟）如图所示，理想变压器的
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1. 理清输电电路图的三个回路（如图）
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（1）在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1。
（2）在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝
2 2 R线。
（3）在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户。
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V＝1.15×104 V，由理想变压器原、副线圈
1
1
250V
的电压之比与原、副线圈的匝数之比的关系得 ＝ ＝
2
2
1.15×104 V
＝
1
，则升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶46，D错误。
46
目录
04
难点剖析 深度
四类特殊的变压器问题
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除了常规变压器以外，还有四类特殊的变压器：自耦变压器、互
2 2
（3）根据P2＝ ，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝

U1I1，U1不变，故I1发生变化。
目录
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匝数比不变时的动态分析
【例4】 （2024·北京海淀模拟）如图所示，理想变压器输入电压保
持不变。将滑动变阻器的滑片向下移动，下列判断正确的是（
）
A. 电流表A1、A2的示数都不变
A. 电压表示数增大
B. 电流表示数增大
C. 为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动
D. 灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
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解析：
滑片位置不动，当S闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝
数比不变，副线圈电压不变，电压表示数不变，故A错误；副线圈电
压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据P1＝U1I1，
1
×400 A＝8 A，则输电线上损失的功率ΔP＝3 2 R＝4
50
kW，B错误；
输送功率P2＝P4＋ΔP＝88 kW＋4 kW＝92 kW，则输送给储能站的功
率P'＝P－P2＝500 kW－92 kW＝408 kW，C正确；
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2
92×103
输送电压U2＝ ＝
3
8
目录
03
考点三
远距离输电问题
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如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得
到的电功率为P'，用户端的电压为U'，输电电流为I，输电线总电
阻为R。
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1. 输电电流

−′
I＝ ＝
。


2. 电压损失
（1）ΔU＝ U－U' 。（2）ΔU＝IR。

2
率，即I1U1＝I2U，得I1＝ ，得I1＝0.44 A＝440
1
mA，则电流表A1的
示数为440 mA，故A错误，B正确。
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02
考点二
理想变压器的动态分析
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1. 匝数比不变的情况
1
1
（1）U1不变，根据 ＝ ，输入电压U1决定输出电压U2，不论负
2